SE427509B - Anordning for korrigering av glapp i en drivanordning bestaende av en driven skruv och ett mutterorgan - Google Patents

Description

.f 81055lß-6 Principen för uppfinningen är att ett uppmätt eller uppskattat värde på det förekommande glappet lagras samt utnyttjas för korrigering av styrsignaler som tillförs en elektrisk motor anordnad för drivning av skruven. Med denna typ av korrigering kan drivanordningen mekaniskt utföras så att mutterorganet löper lätt på skruven med ett minimum av friktion samtidigt som det uppträdande glappet kan kompenseras i högre grad än som är möjligt med mekaniska arrangemang. Korrigering maste ske varje gång den rörliga enheten ändrar rörelseriktning. Om därvid glappet regelbundet mäts upp tas hänsyn till den förslitning som efter hand uppträder i skruvdrivanordningen och som medför en successiv ökning av glappet. Ändringar i glappets storlek till följd av förslitning kan ej kompenseras lika väl i mekaniska kompenseringsanordningar.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en korrigering av upp- trädande glapp i steg som motsvarar en fjärdedel av periodtiden för de för positions- och riktningsbestämning utnyttjade pulstågen.

De angivna ändamålen uppnås i en anordning som uppvisar de i efterföljande patentkrav angivna särdragen.

Ett utföringsexempel av uppfinningen skall nu beskrivas i anslutning till bifogade ritningar. Fig. l ärzett blockschema över en korrigeringsanordning enligt uppfinningen tillämpad i en schematiskt återgiven skrivare. Fig. 2 visar en detaljvy av blocket 23 i fig. l. F ig. 2a återger tidsdiagrammen för signalnivån på två ingångar X,Y på blocket 23.

F ig. 3 illustrerar hur två pulståg kan kombineras för att förflytta en förutbestämd flank hos ett av pulstågen i en vald riktning. Fig.4 återger i blockform en anordning för kombinering av pulstågen enligt fig. 3. Fig. 5 och Sa åskådliggör schematiskt ordnings- följden vid korrigering för glapp i de båda rörelseríktningarna för den i fig. 1 visade rörliga enheten. Fig. 6, slutligen, är ett kopplingsschema över en praktisk modifieringa- krets uppbyggd med digitala standardkretsar av TTL-typ.

I fig. l åskådliggörs schematiskt en skrivare 10 som innefattar en vagn ll vilken uppbär ett tryckhuvud 12. Vagnen uppbärs av bäraxlar 13,14 och drivs fram och åter längs bäraxlarna av en drivanordning som omfattar en av en motor 15 driven skruv 16 och ett på vagnen ll fast anordnat mutter-organ 17. Tryckhuvudet 12 samverkar med en som mothåll tjänande skrivskena lB för att anbringa tecken på en vinkelrätt mot bäraxlarna 13,14 över skrivskenan 18 frammatad, icke visad pappersbana.

För att bestämma tryckhuvudets position längs en skrivrad på pappersbanan är en inkrementell kodskiveanordning 19 anordnad, vilken består av en med skruven 16 rote- rande kodskiva 39 och en med denna samverkande läsgaffel 40. Kodskiveanordningen är inrättad att avge två pulståg som är inbördes lika och har fyrkantform men är fasförskjutna 900. Pulstågen leds via en ledning 20 till ett block 21 som innehåller en anordning för glappkorrigering. I blocket 21 modifieras pulstågen och leds därefter via en . ledning 22 till ett block 23 vilket innehåller en anordning som ur pulstågen härleder information om position och rörelseriktning för tryckhuvudet 12. Blocket 23 har två 8105543-6 utgångar vilka på ledare 24,25 avger signaler för upp- respektive nedräkning av en positionsräknare 26. Den sistnämnda är via en ledning 27 kopplad till ett block 28 vilket innehåller en styranordning för motorn 15 och är förbunden med denna via en ledning 29.

Till ledning för glappkorrigeringsanordningen i blocket 21 mäste ett uppmätt eller på annat sätt framtaget värde på glappet mellan skruven 16 och mutterorganet 17 tillföras. I exemplet är ett block 30 anordnat vilket innehåller en glappmätníngsanordning som kan vara av det slag som beskrives i svenska patentansökan 8103841-6. Glappmätningsanord- ningen mäter regelbundet det uppträdande glappet och lagrar värdet vilket via en ledning 31 kan överföras till glappkorrigeringsanordningen i blocket 21". För övergripande styrning av de olika verksamheterna i skrivaren lO är anordnad en mikrodator represen- terad av ett block 32 där styrfunktionen representeras av en pil 33.

I fig. 2 återges blocket 23 som innehåller en anordning för positions- och riktnings- avkodning av de av kodskiveanordningen 19 genererande pulstågen A och B, som för enkelhetens skull antas ha passerat blocket 21 oförändrade. Blocket 23 har två ingångar betecknade X respektive Y vilka tillförs pulstågen A respektive B. I fig. 2a åskådliggörs tidsdiagrammen för signalnivåerna på ingångarna X och Y. För positionsberäkning under vagnens ll förflyttning åt höger i fig. 1 sker uppräkning av positionsräknaren 26 genom att en signal avges på ledaren 24 varje gång ingången Y har en positiv flank samtidigt som ingången X uppvisar hög nivå. Detta illustreras med de uppåtriktade pilarna ovanför det med X betecknade tidsdíagrammet i fig.2a. När vagnen rör sig åt vänster sker på motsvarande sätt en nedräkning av positionsräknaren genom att en signal avges på ledaren 25 varje gång ingången Y har en negativ flank samtidigt som ingången X uppvisar hög nivå. Tidpunkterna för nedräkning återges med de nedanför tidsdiagrammet Y belägna, nedåtriktade pilarna. Vagnens rörelseriktningar anges med pilarna R respektive l-. En jämförelse mellan ingångarna X och Y ger vid handen att upp- respektive nedräkning av positionsräknaren 26 sker i samma positioner vid höger- respektive vänster- rörelse vilket sålunda uppnåtts på ett enkelt sätt.

I den efterföljande beskrivningen av anordningen för glappkorrigering sker upp- respektive nedräkning av positionsräknaren med den angivna periodiciteten. Det före- kommande glappet kompenseras dock i steg som uppgår till en fjärdedel av periodtiden genom relativ förskjutning av pulstågen på sätt som skall förklaras närmare i det följande.

Det för korrigering utnyttjade, uppskattade eller uppmätta värdet har naturligtvis även den högre upplösning som erfordras. Om exempelvis den ovan omtalade mätanordningen enligt svenska patentansökan 8103841-6 utnyttjas, kan pulstågen enligt tidsdiagrammen X och Y i fig. Za kombineras så att varje förändring hos nagot av pulstagen genererar en puls som aktiverar rnšitanordningen. Mätning kommer sålunda att utföras fyra gånger under periodtiden för endera pulståget med mättidpunkterna jämnt fördelade, dvs förskjutna en fjärdedels period relativt varandra. 81055li3-6 4'- Under hänvisning till fig. 3 skall nu teorin för glappkorrigeringen beskrivas. De tva pulstågen som skall modifieras i blocket 21 har betecknats A respektive B. Dessa pulstag kan nu kombineras på fyra olika sätt i en sådan ordningsföljd att varje ändring från en kombination till en efterföljande medför en förflyttning av en förutbestämd flank i pulståget B 90° eller en jijärdedels period. l den översta raden, som betecknats a, visas pulstågen som de inkommer till blocket 21 från kodskiveanordningen 19. Den första kombinationen innebär att pulstågen förblir oförändrade och dessa kommer att utgöra referens i den följande beskrivningen av den ordningsföljd i vilken olika kombinationer skall utföras för att en förutbestämd flank i pulståget B först skall förflyttas åt höger fyra steg om 900 och därefter åt vänster* ett steg. De olika kombinationerna återges i raderna a-f och i pulståget B har de positiva flankerna. numrerats 1-10; Flanken 8 har markerats särskilt och de olika kombinationernas inverkan på denna flanks position kommer nu att studeras. ' För att åstadkomma den första förskjutningen av flanken 8 ett steg om 900 skall pulstågen A och B byta plats och dessutom pulståget A inverteras. Detta framgår i raden b där pulstågen A och B sålunda har modifierats till B och Ä. Därefter modifieras pulstågen B och Ä som visas i rad c så att B inverteras och Ä blir oförändrat, varjämte pulstågen byter plats och sålunda ger resultatet Ã,B, som utsignaler från blocket 21. I rad d visas nästa ändring som innebär att pulståget Ä ersätts av B och pulståget B ersätts av A. Det sista av de fyra stegen åt höger i fig. 3 erhålls enligt rad e genom att pulståget B ersätts av A och pulståget A av B varvid ordningen enligt rad a återställts.

Som avslutning visas i rad f att en modifiering av pulstågen enligt radud ger en förskjutning av flanken 8 ett steg åt vänster. Genom att utföra de olika kombinationerna i den ordningsföljd som representeras av raderna a - e i ett cykliskt repeterat förlopp kan man åstadkomma en förskjutning av flanken 8 ett godtyckligt antal steg om en fjärdedels period åt höger. Motsvarande förflyttning åt vänster åstadkommas om kombinationerna utförs i motsatt ordningsföljd. Beteckningen +l indikerar tidpunkterna för de fyra flyttningarna ett steg i positiv riktning, dvs åt höger. Beteckningen -1 anger på mot- svarande sätt tidpunkten för förflyttningen ett steg åt vänster enligt rad f.

Fig. 4 återger de olika koppiingsvarianter som i princip erfordras för att åstad- komma de i raderna a - d i fig. 3 visade kombinationerna. Raderna a - d motsvaras i fig. 4 av kopplingsvarianterna 0 - 3. De två pulståg som tillförs blocket 21 betecknas liksom tidigare A och B medan de från blocket 21 till blocket 23 överförda pulstågen betecknas X respektive Y. Vidare anges invertering av något av pulstågen med en fylld ring.

Kopplingsvarianten 0 innebär att pulstågen A och B passerar blocket 21 oförändrade och X kommer sålunda att utgöras av A medan Y utgörs av B. I varianten 1 skall A och B byta plats samtA inverteras så att X blir B och Y blir Ä, jämför rad b i fig. 3. Varianten 2 innebär att A och B skall inverteras och X blir därför Ä medan Y blir B, jämför rad c i fig. 3. Kopplingsvarianten 3 innebär slutligen att pulstågen A och B byter plats och att 8105543-6 pulstaget B inverteras så att X blir ä medan Y blir A. De med "+l" betecknade pilarna angerordningsföljden för deolika kopplingsvarianterna Û - 3 vid förflyttning av en godtycklig positiv flank i pulstäget B àt höger i fig. 3 i steg om 900 eller en fjärdedels period. Pílarna "-l" anger på motsvarande sätt ordningsföljden vid förflyttning åt vänster.

Med S0 och S1 i blocket 21 (fig. l) anges schematiskt de ingångar som styr valet av kopplingsvariant. Dessa ingångar är pà ej närmare angivet sätt förbundna med blocket 32.

I fig. 5 återges schematiskt en koppling för åstadkommande av de olika kombina- tionerna av pulstågen A och B. Par av rektanglar 0,0 - 3,3 är anslutna till ingängarna A,B till vilka motsvarande pulståg förs, antingen direkt eller via en ínverterande krets, representerad av en fylld cirkel. Rektanglarna är anordnade i två grupper D - 3, D - 3, av vilka en är anslutbar till en utgång X för ett pà motsvarande sätt betecknat pulståg och den andra är anslutbar till en utgång Y för ett pulstâg med samma beteckning. Kopplingen är sådan att rektanglarna i samma par samtidigt är anslutna till utgångarna sa att den ena rektangeln är ansluten till X medan den andra är ansluten till Y. I det i fig. 5 visade exemplet är rektanglarna l försedda med pilar som förbinder dessa med utgångarna X respektive Y. Pilarna kan exempelvis utgöras av rörliga kontakter i en strömställare.

Turordningen för kombinationerna i fig. 5 återges i fig. 5a i vilken rotation medurs innebär positiv korrigering eller förflyttning av flanken 8 åt höger i fig. 3. Moturs rotation innebär på motsvarande sätt negativ korrigering eller förflyttning åt vänster i fig. 3.

F örflyttning åt höger respektive vänster i fig. 3 svarar i exemplet mot virtuell förflytt- ning av vagnen ll och tryckhuvudet 12 i fig. 1 i motsatta riktningar, dvs positiv korrigering svarar mot virtuell förflyttning ät vänster och vice versa. För att närmare förklara detta motsatsförhållande hänvisas även till raderna e och f i fig. 3 som åskådliggör den negativa korrigeringen. Det antages att vagnen har förflyttats åt höger och därefter stannats. Positionsräknaren 26 (fig. l) har därvid räknats upp till ett värde svarande mot den av vagnen intagna positionen. När vagnen därefter skall förflyttas ät vänster mäste en glappkorrigeríng utföras som innebär att positionsräknaren räknas upp ytterligare det antal positioner som motsvarar glappet. För att så skall ske måste negativ korrigering utföras dvs flanken 8 i fig. 3 maste förflyttas åt vänster. Om vi betraktar en punktomedelbart till vänster om positionen 8 i det undre av pulstågen i rad e, har i denna punkt pulsräknaren endast räknat till position 7. I rad f har negativ korrigering utförts ett steg om en fjärdedels period, vilket medför att positionen B förskjutits till vänster om observationspunkten i rad e. Detta innebär att pulsräknaren nu anger position 8 och den önskade uppräkningen har skett. För ett glapp uppgående till tre steg om en fjärdedels period sker vid övergång från höger- till vänsterrörelse korrigering enligt ordningen 0,3,2,l i fig. 5a. För övergång från vänster- till högerrörelse sker pa samma sätt en korrigering enligt ordningen l,2,3,0. Som angivits ovan sker korrigering i steg om 900 eller en fjärdedels period medan positionsräknaren 26 räknas upp eller ned i steg om en hel period. Även om ett korrigeringssteg inte alltid påverkar positionsräknaren tas alltid 8105543-6 hänsyn till varje sådant steg genom att det undre av puistågen i fig. 3 förskjuts i motsvarande grad relativt det övre pulståget.

I fig. 6 visas ett exempel på hur kopplingen enligt fig. 5 kan realiseras med fyra TTL-kretsar. För att undvika att korrigering sker samtidigt som något av puistågen A och B förändras, innehåller kopplingen kretsar för synkronisering medtvåfasklocka på känt sätt. En icke visad klockpulskälla avger klockpulser på en ledare 34. Denna är förbunden med två klockpulsingångar betecknade CPPCPZ, på en TTL-krets som generellt beteck- nats 35 och som är av typen 74109. Kretsen innehåller två omkopplare av flipflop-typ som vardera har en icke inverterande, QPGIZ, respektive en inverterande utgång ÖPÖZ. På utgången Gl uppträder pulståget A och på utgången Gl dess invers A. På samma sätt uppträder på utgången G2 pulståget B och på utgången G12 dess invers B. Utgångarna är anslutna till en TTL-krets 36 av typen 74153 som utgörs av en dubbel väljare med vardera fyra ingångar och en utgång. En av väljarna i kretsen ansluter en utvald av fyra ingångar till en utgång X- medan den andra ansluter en utvald av fyra ingångar till en utgång Y. De totalt åtta ingångarna på kretsen 36 är anslutna till utgångarna QPÃÜGITÖZ på kret- sen 35 enligt det i figur5 visade mönstret. Samhörande ingångar i de två väljarna i kretsen 36 är liksom i fig. 5 betecknade 0,0 - 3,3. Sifferbeteckningarna har därvid fått ett tillägg av bokstaven A som hänsyftar på signaltillstånden på två ingångar Al,A2 till vilka förs signaler 50,51, vilka bestämmer vilken av ingångarna A,0 - A,3 i respektive av de två väljarna i kretsen 36 som skall kopplas till utgången X respektive utgången Y. Praktiskt kan APAZ anta de binära värdena 00, 01, 10, ll vilket i nämnd ordning skulle motsvara (A,0;A,0), (A,l;A,l), (A,2;A,2), (A,3;A,3). Al,A2= 00 innebär således att signalerna på ingångarna A,0 förs till utgångarna X respektive Y.

Den ovan antydda tvåfasklocksynkroniseringen innebär att en ytterligare TTL-krets 37 av typen 74109 anordnats för att tillse att de signaler 50,51 som bestämmer pulstågens utseende på utgångarna X,Y på kretsen 36 inte kommer på ingångarna APAZ på denna krets vid de tidpunkter då förändringar sker i puistågen A eller B. Ingångarna Al,A2 är förbundna med icke inverterande utgångar 83,94 vilka tillhör respektive omkopplare i den dubbla omkopplingskretsen 37. Signalerna 50,51 tillförs ingångar D3,D4 i respektive omkopplarkrets och klockpulsingångarna CP3,CP¿|_ är via en inverterarkrets 38 av typen 7404 anslutna till ledaren 34.

Funktionen av anordningen enligt fig. 6 är densamma som beskrivits i anslutning till fig.'5 och torde inte behöva beröras ytterligare. Till ledning har dessutom i fig. 6 de på ingångarna till kretsen 36 uppträdande kombinationerna av puistågen A,B angivits. Tvåfas- synkroniseringen innebär att när klockpulsingångarna CPPCPZ aktiveras klockpuls- ingångarna CP3,CP4 är inaktiverade.

Claims (4)

81Û55ll-3-6 P a t e n t k r a v

1. Anordning för korrigering av glapp som uppstår vid ändring av rörelseriktning i en drivanordning bestående av en driven skruv (16) och ett med skruven samverkande mutterorgan (17), vilket är kopplat till en fram och åter längs skruven rörlig enhet (11), företrädesvis en i en skrivare eller en skrivmaskin ingående tryckenhet, varvid ett med skruvens rörelse synkroniserat, inkrementellt pulsgenererande organ (19) är inrättat att generera två pulståg (A,B) vilka är inbördes lika och har fyrkantform men är fasförskjutna 900 och vilka har en periodtid som svarar mot förflyttning av den rörliga enheten (ll) en förutbestämd sträcka längs skruven (16), varvid pulstågen (A,B) är anordnade att tillföras ett organ (26) som ur pulstågen bestämmer position och rörelseriktning för den rörliga enheten, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett organ (30) är anordnat för lagring av ett uppmätt eller uppskattat värde på glappet med en upplösning som svarar mot en fjärdedel av periodtiden för pulstågen (A,B) och att ett signalmodifieringsorgan (21) är inrättat att kombinera de två pulstågen på fyra olika sätt och i en bestämd ordningsföljd för att åstadkomma en förskjutning av en förutbestämd flank i ett av pulstågen så många steg om en fjärdedel av periodtiden som bestäms av det lagrade värdet på glappet och i en riktning som bestäms av den före ändringen gällande rörelseriktningen för den rörliga enheten 11.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att signalmodi- fieringsorganet (21) uppvisar två ingångar till vilka respektive pulståg förs samt två utgångar på vilka modifierade pulståg uppträder, varvid signalmodifieringsorganet är inrättat att anta fyra olika tillstånd av vilka det första innebär att de två pulstågen oförändrade förs till respektive utgång, det andra att det ena pulståget inverteras medan det andra pulståget förblir oförändrat, det tredje att båda pulstågen inverteras och förs till respektive utgång samt det fjärde att det förstnämnda pulståget förblir oförändrat medan det andra inverteras, varvid i de fall ett av pulstågen inverteras medan det andra förblir oförändrat respektive pulståg förs till motsatt utgång.

3. , Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att för korrigering av glapp vid rörelse i en förutbestämd riktning längs skruven (16) signalmodifieringsorganet (21) i ett cykliskt repeterat förlopp bringas att anta de fyra tillstånden i en följd som på en första (X) och en andra utgång (Y) ger det första (A) respektive det andra pulståget (B) i oförändrat skick, på den första utgången (X) ger det andra pulståget (B) oförändrat och på den andra utgången (Y) det första pulståget (Ä) inverterat, på den första utgången (X) ger det första pulståget (Ä) inverterat och på den andra utgången (Y) det andra pulståget (ä) inverterat samt på den första utgången (X) det andra pulståget (ä) inverterat och på den andra utgången (Y) det första pulståget (A) oförändrat.

4. Anordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att signalmodi- fieringsorganet (21) är inrättat att i beroende av ett organ (26) som anger rörelse- riktningen för närmast föregående förflyttning av den rörliga enheten, i den givna eller i motsatt ordningsföljd anta sina olika tillstånd för att förskjuts den förutbestämda flanken det antal steg som svarar mot det lagrade värdet på glappet.